|
13-Mavzu: Tabbiy yuqorimolekulya birikmalar ishlab chiqarishning kimyoviy texnologiyasi. Reja
|
| bet | 1/3 | | Sana | 11.12.2023 | | Hajmi | 0,9 Mb. | | #116301 |
Bog'liq 13 mavzu Sanoatda polimer materiallar ishlab chiqarish davomi
13-Mavzu: Tabbiy yuqorimolekulya birikmalar ishlab chiqarishning kimyoviy texnologiyasi.
Reja:
1. Yogo‘chdan sellyuloza ajratib olish texnologik sxemasi.
2. Kimyoviy tolalar ishlab chiqarish texnologiyalari. Tabiiy va sun’iy tolalar: sellyuloza, viskoza, atsetat sellyulozalari tolalarining olinishi, xossalari va ishlatilishi.
3. Polikondensatsiya usulida polimerlar ishlab chiqarish texnologiyasi.
4. O‘zbekistonda polimerlar sintezi. Sho‘rtan gaz kimyo kompleksida polietilen ishlab chiqarish texnologiyasi.
Selluloza ajratib olish texnologiyasi
Selluloza tabiiy yuqori molekular birikma bo‘lib, molekular massasi 50000 dan to 1 necha milliongacha bo‘lgan erimaydigan polisaxarid. Uning formulasi [C6H10O5]n ko‘rinishda deb hisoblanadi. Selluloza turli o‘simlik materiallari paxta, yog‘och, kanop kabilar tarkibiga kiradi. Selluloza paxta tolasi tarkibida eng ko‘pi bilan 98% gacha, quruq yog‘och tarkibida 50% gacha bo‘ladi. Yog‘och tarkibida sellulozadan tashqari gemiselluloza (nisbatan kichik molekular massali polisaxaridlar, pentozan va geksozanlar), lignin, smolalar, efir moylari bo‘ladi. Gemiselluloza va lignin sellulozadan o‘zining kimyoviy chidamsizligi bilan farq qiladi. Shu farqdan yog‘och selyulozasini olishda foydalaniladi. Selluloza olishning keng tarqalgan sanoat usuli sulfitli usul bo‘lib, unda yog‘och kalsiy gidrosulfid eritmasida qizdiriladi. Ikkinchisi sulfatli usul deyilib, bunda yog‘och natriy gidrooksidining suyuq eritmasi bilan qizdiriladi.
Selluloza ishlab chiqarish quyidagi bosqichlarni o‘z ichiga oladi: yog‘ochni pishirish (yog‘ochni reagent bilan ishlov berish), sellulozani eritmadan ajratib olish va uni qayta ishlash.
Yog‘och sellulozasi ishlab chiqarishning sulfitli usuli
Pishiruvchi kislota ohaktosh bilan to‘lg‘azilgan minora orqali toza SO2 gazi yuborish bilan olinadi. Minora suv bilan sug‘orilib turiladi. Bunda SO2 suv bilan birikib H2SO3 hosil qiladi. So‘ngra bu kislota ohaktosh bilan birikib kalsiy gidrosulfid hosil qiladi.
SO2+H2O → H2SO3
H2SO3 + CaCO3 → Ca(HSO3)2+ CO2+ H2O
Boshqa turdagi minoralarni suv o‘rniga Ca(OH)2 eritmasi bilan sug‘oriladi:
H2SO3 + Ca(OH)2 -> → Ca(HSO3)2 + H2O
Yog‘ochni pishirish po‘lat qozonlarda olib boriladi. Qozonning ichi kislotaga chidamli materiallar bilan qoplangan boladi (126-rasm), qozonga yog‘och maydalari, pishiruvchi kislota solinadi va ularni qizdirish uchun bug‘ beriladi.
Kislota qozonning yuqorisiga ko‘tarilib, yog‘och bo‘laklariga shimiladi va qozondan havoni siqib chiqaradi, qozon germetik bekitilib, bug‘ 105-110°С gacha qizdiriladi. Oltingugurt IV oksidi va gidrosulfit kalsiy 70°С dayoq lignin bilan birikib lignosulfon kislotasi va tuzini hosil qiladi. Keyin 0,5—0,7 MPa bosimda harorat 135— 147°С gacha ko‘tariladi va lignosulfon kislotasining kalsiyli tuzi eritmaga o‘tadi. Bir vaqtning o‘zida gemiselluloza ham ko‘p qismi gidrolizlanib eritmaga o‘tadi. Pishirish odatda 8—10 soat davom etadi. Pishirish tugagach, qozondagi barcha massa rezervuarga ag‘darib olinadi va unda selluloza pishirish eritmasidan ajratib olinadi va suv bilan yuviladi. Selluloza mexanik aralashmalardan tozalangach sulfitli selluloza deb ataladi. Olingan sellulozaning sifati uning tarkibida qolgan lignin miqdoriga bog‘liq bo‘ladi. Agar selluloza 3%dan ortiq lignin saqlasa, qattiq, 2%dan kam lignin saqlasa, yumshoq selluloza deyiladi.
Kimyoviy qayta ishlanadigan va sifatli qog‘oz olish uchun foydalaniladigan selluloza qo‘shimcha oqartiriladi. Oqartirish natriy yoki kalsiy gipoxlorit, xlor, xlor (II) oksid, vodorod peroksidi bilan amalga oshiriladi. Sellulozaning sifatini oshirish uchun u 12 % NaOH, 20° С haroratda yoki 1 %li NaOH bilan qaynatiladi. Natijada selluloza olingan mahsulotning 92—97 %ini tashkil qiladi.
Selluloza pishirish jarayonini tezlashtirish uchun pishiruvchi kislota tarkibida oltingugurt IV oksidi va gidrosulfitning konsentratsiyasi oshiriladi, yoki Mg, Na, ammoniy gidrosulfitlaridan foydalaniladi, bunda reaktor mahsuldorligi 10—15 foizga oshadi.
Selluloza ishlab chiqarishning sulfatli usuli
Bu usulda yog‘och qipiqlarini pishirish shelok deb ataluvchi ishqor eritmasi bilan pishiriladi, pishiruvchi reagent bunda natriy gidroksidi va natriy sulfidi hisoblanadi. Pishirish jarayonida lignin gemiselluloza va boshqa qo‘shimchalar eritmaga o‘tadi. Hosil bo‘lgan eritma qora ishqoriy suv deb ataladi. U reaktordan quyib olinganda sellulozadan oson ajraladi, bu eritma 35% namlikka ega bo‘lguncha bug‘lantiriladi va yo‘qotilgan ishqor o‘rnini to‘ldirish uchun unga natriy sulfat qo‘shiladi, so‘ngra pechlarda kuydiriladi, natijada kuygan organik modallarning ta’sirida sulfat sulfidgacha qaytariladi. Hosil bo‘lgan suyuqlanma tarkibi Na2CO3, Na2S, Na2SO4, lardan iborat bo‘ladi.
Suyuqlanma suvda eritilib, yashil rangli ishqor suyuqligi olinadi. Uni so‘ndirilgan ohak bilan qaynatiladi va filtrlanadi. Oq ishqorli suv olinadi u yana sellulozani pishirish uchun ishlatiladi. Olingan sellulozaga bundan keyingi ishlov berish sulfit usulidagidek bo‘ladi. Sulfat usulining ustunligi shundaki, bu usulda asosiy reagentni regeneratsiyalash mumkin bo‘ladi. Sulfitli suvda esa bir tonna selluloza olganda 10— 12 tonna foydalanish qiyin bo‘lgan sulfidli shelok hosil bo‘ladi. Selluloza ishlab chiqarishda chiqadigan gaz va shelokdan bir qancha qimmatbaho mahsulotlar ajratib olinadi. Gazidan sulfit moyi, sulfat sovuni va skipidar, terpenli uglevodorodlar olish mumkin. Sulfitli shelokdan gemisellulozaninig gidrolizidan hosil bo‘lgan qand moddalarini bijg‘itib etil spirti, mol ozuqasi sifatida ishlatiladigan turush olinadi. Shelokning lignosulfonli qismidan oshlovchi ekstraktlar va vanilin olinadi. Sellyulozning asosiy iste’molchilari qog‘oz va karton, sun’iy tola, plastmassa, kinofotoplenkalar, tutunsiz porox va boshqa ishlab chiqarish korxonalari hisoblanadi.
Sun’iy va sintetik tolalar, tola ishlab chiqarish bosqichlari
Uzunligi ko‘ndalang kesimidan juda katta farq qilgan moddalar tola deyiladi. Tolaning ko‘ndalang kesimi juda kichik bo‘lib, u mikronlarda o‘lchanadi. Kelib chiqishiga qarab, tolalar tabiiy va kimyoviy tolalarga bo‘linadi. Tabiiy tolalarga paxta, jun, kanop, zig‘ir tolasi, ipak va boshqalar kiradi. Kimyoviy tolalar sun’iy va sintetik bo‘ladi. Sun’iy tolalar tabiiysini kimyoviy qayta ishlov berish bilan olinadi (asosan sellulozadan olinadi). Masalan: viskoza, mis-ammiakli, atsetatli, oqsilli, algenatli (dengiz suv o‘tlaridan ajratib olinadigan algin kislota asosidagi tola) va boshqalar. Sintetik tolalar tabiiy bo‘lmagan monomerlardan sintez qilib olinadi. Masalan: kapron, neylon, anid, nitron, lavsan va hokazolar.
Kimyoviy tolalarni kiyim-kechaklar tayyorlashda va texnik maqsadlarda keng ishlatilishi, ularga bo‘lgan talabning kun sayin oshib borayotganligining sababi ularning xomashyosi amalda bitmas-tuganmasligidir. Ularni ishlab chiqarish iqtisodiy jihatdan arzonligi, tabiiy tolalar kabi tuproq unumdorligi, iqlim sharoitlarga bog‘liq bo‘lmaganligi, ularda tabiiy tolalarda bo‘lmagan ayrim muhim xossalarining mavjudligi, ishlatish sohasiga va xohishiga qarab tolaga kerakli xossani berish imkoniyatining mavjudligi kabilardir. Masalan, 1 t jun ishlab chiqarish uchun 400, paxta uchun 280, viskoza uchun 50 mehnat kuchi sarflanadi. Ko‘pgina kimyoviy tolalar agressiv kimyoviy reaktivlarga, nur va suv ta’siriga chidamli, chirimaydi, ularga mikroorganizmlar ta’sir yetmaydi, shuning uchun ulardan keng iste’mol tovarlari tayyorlanadi.
Kimyoviy tola ishlab chiqarish texnologiyasi qanday xomashyodan olinishidan qat’i nazar 4 bosqichdan:
dastlabki (xom) polimer olish,
yigiruv mahsulotini tayyorlash,
tolaga shakl berish,
pardozlash bosqichlaridan iborat.
Dastlabki (xom) polimerning olinishi. Xomashyo tabiiy polimer bo‘lsa u qo‘shimchalardan tozalanadi. Monomer bo‘lsa, polimer sintezlanadi, smola olinadi. Bunda qanday xomashyodan foydalanishdan qat’i nazar olinadigan polimerga quyidagi umumiy talablar qo‘yiladi:
1) to‘g‘ri chiziqli tuzilishga ega bo‘lgan polimer olish. Shundagina uni eritish yoki suyuqlantirish hamda tola yo‘nalishini tartibga solish mumkin;
2) polimerning molekular massasini ma’lum darajada saqlash (odatda 15000— 100000 atrofida). Agar molyar massasi bundan kichik bo‘lsa, undan olingan tola mustahkam bo‘lmaydi, aksincha katta bo‘lsa uning eritmasi yoki suyuqlanmasining oquvchanligi kamayib, qovushqoq bo‘lib qoladi va tolaga shakl berish qiyinlashadi;
3) olingan polimer juda toza bo‘lishi kerak, aks holda hatto ozgina begona aralashma ham tola mustahkamligi va sifatini pasaytiradi.
|
| |
